Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Akademie tváření: Technologičnost konstrukce při ohýbání
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Akademie tváření: Technologičnost konstrukce při ohýbání

Přinášíme vám další díl naší Akademie, kterou pro vás ve spolupráci s odborníky Ústavu strojírenské technologie FS ČVUT v Praze a technickými specialisty firmy Trumpf již třetím rokem připravujeme. V jednotlivých příspěvcích se postupně věnujeme konkrétním technologiím zpracování plechu, jež jsou představeny jak po teoretické stránce, tak následně v konkrétních aplikacích na strojích Trumpf. Tento článek volně navazuje na předchozí v rámci akademie tváření, především na již popsanou problematiku ohýbání, odpružení v plošném tváření a technologičnost konstrukce v návrhu výstřižku. Článek popisuje obecná pravidla z hlediska technologičnosti konstrukce pro technologie ohýbání. Rádi přivítáme vaše připomínky jak ke koncepci seriálu, tak i k samotnému obsahu konkrétních příspěvků. Za autorský kolektiv Roman Dvořák roman.dvorak@mmspektrum.com

Základní zásady při navrhování technologičnosti konstrukce při ohýbání jsou analogické navrhování konstrukce výstřižků. V tomto příspěvku uvedeme pouze specifické zásady, které platí pro navrhování konstrukce při ohýbání.

Praskání a tvorba vln

Při ohýbání materiálu mohou kromě již dříve uváděných problémů, jako byla deformace průřezu a odpružení materiálu, nastat další problémy, mezi něž patří praskání materiálu a tvoření vln.

K praskání materiálu (vznik trhlin na vnější straně) dochází v okamžiku, kdy dojde k překročení kritické hodnoty poloměru ohybu r/s, což může být způsobeno zpevněním materiálu, stavem materiálu (žíhaný, tvářený za studena apod.) nebo průběhem vláken. Osa ohybu by proto měla být kolmá na směr vláken materiálu (odpružení je ale větší) nebo minimálně pod úhlem 30°. Polotovary připravované stříháním mívají na střižných plochách otřep. Je nutné dbát na umístění přístřihu v nástroji s respektováním tohoto otřepu nebo jej odstranit.

Při návrhu ohýbaných dílů je třeba respektovat požadavky na hodnoty poloměrů ohybu. Poloměr ohybu musí být alespoň takový, aby v krajních vláknech došlo k překročení hodnoty meze kluzu (ke vzniku plastické deformace). Poloměr nesmí však být ani příliš malý, aby deformace krajních vláken nepřekročila hodnotu meze pevnosti. Poloměr ohybu se má volit z hlediska odpružení co nejmenší, ale vzhledem k tvárnosti a tloušťce ohýbaného materiálu co největší. Jinak může docházet k destrukci v ohýbaném průřezu.

Pro zachování kvalitních výrobků je nutné dodržovat následující obecné zásady:
• osa ohybu by měla směřovat kolmo na směr vláken vzniklých při válcování;
• poloměr ohybu je nutno volit co nejmenší, aby se zmenšilo odpružení, ale také co největší, aby nedošlo ke vzniku trhlin nebo nežádoucímu ztenčení materiálu;
• oproti volnému ohybu dát přednost ohýbání s kalibrací;
• zvolit vhodnou úpravu funkčních částí ohýbacího nástroje, např. pro zamezení posunutí místa ohybu při ohýbání součásti;
• nezmenšovat tolerance rozměrů ohýbaného tvaru pod hranici dosažitelnou běžným ohýbáním;
• vzdálenost místa ohybu od kraje materiálu má být tím větší, čím je materiál tvrdší;
• uvolnit místo ohybu od neohýbaných části materiálu pro eliminaci nepravidelnosti ohybu a eliminaci rizika natržení okraje;
• pro eliminaci rizika posunu materiálu při ohýbání z důvodů krátkých nebo nestejně dlouhých částí je nutné materiál fixovat;
• jsou-li v oblasti ohybu přesné otvory, je nutné vystřihnout je dodatečně;
• předem vystřižené otvory nebudou deformovány, když jejich okraje budou od ohybu v dostatečné vzdálenosti;
• osa ohybu by měla směřovat kolmo k obrysu součásti, aby nedocházelo k posunutí dílu při ohybu, popř. nežádoucí deformaci průmětu ohybu;
• ostrých ohybů lze docílit jen dodatečným ražením, ale je nutné v místě ražení vytvořit zásobu materiálu;
• neuzavírat součást vícenásobnými ohyby, aby nedocházelo na pohyblivé čelisti složitého tvaru k problémům při zakládání či vyjímání součásti;
• výlisky s velkými poloměry ohybu jsou málo tuhé a je účelné je vyztužit žebry;
• v místě ohybu dochází vždy ke ztenčení materiálu, doporučuje se připouštět 20% ztenčení;
• ponechávat netolerované rozměry ohýbaných výlisků všude, kde to funkce součásti připouští.

Některé zásady podrobněji

Při výrobě plechů vzniká v materiálu vláknitá struktura. Pokud provádíme pouze ohyb v jednom směru, měla by být osa ohybu kolmá na vlákna. Pokud provádíme více ohybů, jejichž osy jsou na sebe kolmé, pootočíme nástřih o 45°. Při ohýbání rovnoběžně s průběhem vláken mohou při určitém poloměru ohybu vzhledem k tloušťce ohýbaného materiálu na povrchu dílu vznikat trhliny.


Obr. 1. Umístění osy ohybu v závislosti směru válcování


Při výrobě otvorů blízko umístěných u ohybu musíme dodržet jejich minimální vzdálenost od ohybu, aby nedocházelo ke zdeformování otvoru. Minimální vzdálenost od místa ohybu je r + 2s(r – poloměr ohybu, s – tloušťka plechu). Pokud potřebujeme otvor, který je v menší vzdálenosti, vyrábíme ho až po ohybu. Je také možné vystřihnout „zdeformovaný otvor“, který se nám po samotném ohybu zdeformuje na požadovaný tvar. Tvar stříhaného otvoru v takovém případě bývá stanovován experimentálně, tento postup je vhodný u hromadně vyráběných dílů.

Obr. 2. Vzdálenost otvoru od osy ohybu

 

 


Obr. 3. Zjednodušení výchozího tvaru (vlevo méně vhodné, vpravo vhodnější)

Zásady technologičnosti konstrukce mohou ovlivnit i počet jednotlivých ohybů. Na obr. 3 jsou dva tvarově podobné díly, které lze vyrobit s menším či větším počtem ohybů. Výrobně je komplikovanější provést ohyb až do kraje materiálu.


Obr. 4. Minimální délka ramene při ohýbání

Vzdálenost místa ohybu od okraje materiálu závisí především na vlastnostech materiálu. S rostoucí tvrdostí materiálu roste tato vzdálenost. Pro poloměr ohybu r ≤ 1 mm platí minimální délka ramena b ≥ 3(s+r), (nejméně však 2 mm). Pro poloměr ohybu r >1 mm je minimální délka ramena b ≥ (2,5 – 3)s.


Tab. 1. Příklady minimálních hodnot poloměrů ohybu pro vybrané jakosti materiálů


Ing. František Tatíček, Ing. Martin Ouška, Ing. Lukáš Turza

 frantisek.taticek@fs.cvut.cz

ČVUT v Praze, Fakulta strojní

 

Další články

Výzkum/ vývoj
Technologie tváření, slévárenství

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky














Sledujte nás na sociálních sítích: